一、什么是抽象工廠模式

抽象工廠模式為創(chuàng)建一組相關(guān)或相互依賴的對象提供一個接口，而且無需指定他們的具體類。

抽象工廠模式隸屬于設(shè)計(jì)模式中的創(chuàng)建型模式，用于產(chǎn)品族的構(gòu)建。抽象工廠是所有形態(tài)的工廠模式中最為抽象和最具一般性的一種形態(tài)。抽象工廠是指當(dāng)有多個抽象角色時使用的一種工廠模式。抽象工廠模式可以向客戶端提供一個接口，使客戶端在不必指定產(chǎn)品的具體情況下，創(chuàng)建多個產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對象。

為什么出現(xiàn)抽象工廠模式?

雖然工廠方法模式引入工廠等級結(jié)構(gòu)，解決了簡單工廠模式中工廠類職責(zé)過重的問題，但由于工廠方法模式中每個工廠只創(chuàng)建一類具體類的對象，如果需要的具體類很多時候，這將會導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)中的工廠類過多，這勢必會增加系統(tǒng)的開銷。此時可以考慮將一些相關(guān)的具體類組成一個“具體類族”，由同一個工廠來統(tǒng)一生產(chǎn)，這就是我們需要抽象工廠模式的原因。

實(shí)現(xiàn)原理

在抽象工廠模式中，客戶端不再負(fù)責(zé)對象的創(chuàng)建，而是把這個責(zé)任丟給了具體的工廠類，客戶端只負(fù)責(zé)對對象的調(diào)用，從而明確了各個類的職責(zé)。并且當(dāng)一系列相互關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品被設(shè)計(jì)到一個工廠類里后，客戶端的調(diào)用將會變得非常簡單，而且，如果要更換這一系列的產(chǎn)品，則只需要更換一個工廠類即可。

二、抽象工廠模式的結(jié)構(gòu)

三、抽象工廠模式的代碼實(shí)現(xiàn)

python實(shí)現(xiàn)

from abc import ABCMeta, abstractmethod


class CPU(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_cpu(self):
        pass


class InterCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print('this is inter cpu...')


class AmdCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print('this is amd cpu...')


class OS(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_os(self):
        pass


class AppleOS(OS):
    def show_os(self):
        print('this is apple os..')


class WindowsOS(OS):
    def show_os(self):
        print('this is windows os')


class Factory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def make_cpu(self):
        pass

    @abstractmethod
    def make_os(self):
        pass


class Mac(Factory):
    def make_cpu(self):
        return AmdCPU()

    def make_os(self):
        return AppleOS()


class MacComputer(object):
    def __init__(self, cpu, os):
        self.cpu = cpu
        self.os = os

    def show_info(self):
        print("電腦信息:")
        self.cpu.show_cpu()
        self.os.show_os()


def make_computer(factory):
    cpu = factory.make_cpu()
    os = factory.make_os()
    return MacComputer(cpu, os)


mac = make_computer(Mac())
mac.show_info()

golang實(shí)現(xiàn)

package main

import "fmt"

// Programmer 程序員總稱
type Programmer interface {
    Work()
}

// FrontProgrammer 前端程序員
type FrontProgrammer struct {
    Programmer
}
func (fp FrontProgrammer) Work() {
    fmt.Println("this is FrontProgrammer work.")
}

// BackEndProgrammer 后端程序員
type BackendProgrammer struct {
    Programmer
}
func (bp BackendProgrammer) Work() {
    fmt.Println("this is BackendProgrammer work.")
}

// Architect 架構(gòu)師總稱
type Architect interface {
    Design()
}

// FrontEndArchitect 前端架構(gòu)師
type FrontArchitect struct {
    Architect
}
func (fa FrontArchitect) Design() {
    fmt.Println("this is FrontArchitect design.")
}

// BackEndArchitect 后端架構(gòu)師
type BackendArchitect struct {
    Architect
}
func (ba BackendArchitect) Design() {
    fmt.Println("this is BackendArchitect design.")
}

// AbstractFactory 抽象工廠
type AbstractFactory interface {
    CreateProgrammer() Programmer
    CreateArchitect() Architect
}

// FrontEndFactory 前端工廠
type FrontFactory struct {
    AbstractFactory
}
func (f *FrontFactory) CreateProgrammer() Programmer {
    return FrontProgrammer{}
}
func (f *FrontFactory) CreateArchitect() Architect {
    return FrontArchitect{}
}

// BackEndFactory 后端工廠
type BackendFactory struct {
    AbstractFactory
}
func (b *BackendFactory) CreateProgrammer() Programmer {
    return BackendProgrammer{}
}
func (b *BackendFactory) CreateArchitect() Architect {
    return BackendArchitect{}
}

func main3() {
    ff := FrontFactory{}        // 定義前端工廠
    fa := ff.CreateArchitect()  // 定義前端架構(gòu)師類
    fp := ff.CreateProgrammer() // 定義前端程序員類
    fmt.Println("前端組接到任務(wù),開始工作...")
    fa.Design() // 架構(gòu)師開始工作
    fp.Work()   // 程序員開始工作
    fmt.Println("后端組招到了一個程序員和一個架構(gòu)師")
    bf := BackendFactory{}
    ba := bf.CreateArchitect()
    bp := bf.CreateProgrammer()
    fmt.Println("后端組接到任務(wù),開始工作...")
    ba.Design()
    bp.Work()
}

四、抽象工廠模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

• 抽象工廠模式隔離了具體產(chǎn)品/類的生成， 使得客戶并不需要知道什么被創(chuàng)建。 由于這種隔離，更換或增加一個具體工廠就變得相對容易， 所有的具體工廠都實(shí)現(xiàn)了抽象工廠中定義的那些公共接口， 因此只需改變具體工廠的實(shí)例， 就可以在某種程度上改變整個軟件系統(tǒng)的行為。
• 當(dāng)一個族中的多個對象被設(shè)計(jì)成一起工作時， 它能夠保證客戶端始終只使用同一個族中的對象
• 增加新的族很方便， 無須修改已有系統(tǒng)， 符合“開閉原則”

缺點(diǎn)

• 難以支持新種類的產(chǎn)品, 最大缺點(diǎn)就是產(chǎn)品族本身的擴(kuò)展非常困難。如果在產(chǎn)品族中增加一個新的產(chǎn)品類型，則需要修改多個接口，并影響現(xiàn)已有的工廠類(打個比方說，你要在這個工廠創(chuàng)建三個對象，原本只是創(chuàng)建兩個對象的，那么你就要在抽象方法中添加一個創(chuàng)建對象的方法，那么所有實(shí)現(xiàn)了這個接口的類都是要重新添加這個創(chuàng)建對象的方法，這就是對之前的工廠有影響的原因。)

五、抽象工廠模式的應(yīng)用場景

• 當(dāng)用戶端需要創(chuàng)建的對象是一系列相互關(guān)聯(lián)或相互依賴的產(chǎn)品族時，抽象工廠模式很適合應(yīng)用這種情況
• 當(dāng)系統(tǒng)中有多個產(chǎn)品族，但用戶端每次只需要其中的某一族產(chǎn)品時，抽象工廠模式也非常適合這種情況
• • 當(dāng)系統(tǒng)中提供了產(chǎn)品的類庫，且所有產(chǎn)品的接口相同時，要求客戶端類不依賴產(chǎn)品實(shí)例的創(chuàng)建細(xì)節(jié)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，抽象工廠也適合這種情況

六、對比

抽象工廠模式和工廠方法模式對比

總體而言:

• 工廠模式中的每一個形態(tài)都是針對一定問題的解決方案，工廠方法針對的是多個產(chǎn)品系列結(jié)構(gòu)
• 抽象工廠模式針對的是多個產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，一個產(chǎn)品族內(nèi)有多個產(chǎn)品系列。

七、總結(jié)

抽象工廠模式是為用戶端 提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口,用戶端無需知道他們需要的產(chǎn)品怎么做的，它只需要調(diào)用接口方法就行。

抽象工廠模式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多個接口，而且每個工廠也可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品類，和工廠方法模式一樣，抽象工廠模式同樣實(shí)現(xiàn)了開發(fā)封閉原則。

注意：當(dāng)抽象工廠模式中的每個工廠類都只生產(chǎn)一種具體的產(chǎn)品時，這時候的抽象工廠模式相當(dāng)于工廠方法模式。

通過接口規(guī)定每個具體工廠需要實(shí)現(xiàn)的方法，不需要考慮具體產(chǎn)品如何生成，將生成具體產(chǎn)品的細(xì)節(jié)放到具體工廠中取實(shí)現(xiàn)。當(dāng)工廠生成產(chǎn)品需要更多的配置信息，將所有產(chǎn)品所需的配置信息都放在簡單工廠中太過雜亂，也不便于代碼維護(hù)。將生成某個產(chǎn)品的信息抽取出來，單獨(dú)放到一個類中，每個具體工廠對應(yīng)某個具體產(chǎn)品，使得具體工廠的職能更加單一，代碼簡潔。使信息局部化，降低了類的復(fù)雜性，變更引起的風(fēng)險(xiǎn)降低。